内容正文:
1.4 速度变化快慢的描述——加速度
高中物理:必修第一册
授课教师:W
CONTENTS
目 录
O1
O2
课后提升
O3
O4
课堂总结
教学重点
教学难点
教学过程
NO.1
教学目标
教学
重点
教学
难点
加速度的速度变化的关系、v-t图像的规律
情景探究
火箭发
射时速
度在
10 s
内由0
增加到
100 m/s
蜻蜓
起飞
时,速
度在
0.7 s 内由
0 增
加到
8m/s
两物体的速度都发生了变化,怎样比较哪个物体的速度变化快呢?
跑车VS战机,如图所示。比赛一开始,拥有650匹马力的跑车取得领先位置,不过它还是无法抵挡战机。比赛后段,战机最终在终点线前几公尺成功超越跑车,取得胜利。请判断以下问题。
(1)跑车跑得更快。 ( × )
(2)战机飞得更快。 ( √ )
(3)跑车的加速性能更好。 ( √ )
×
√
√
情景探究
知识点一 加速度
1.物理意义:描述速度变化的 快慢 。
2.定义:速度的 变化量 与发生这一变化所用 时间 之比。
3.定义式:a=。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是 m/s2 或m·s-2。
快慢
变化量
时间
m/s2
5.加速度的方向:加速度是 矢量 ,其方向与 速度的变化量Δv 的方向相同。
矢量
速度的变化量Δv
知识梳理
6.速度、速度的变化及加速度间的区别与联系
比较项目 速度 速度的变化 加速度
物理意义
定义式
单位
决定因素
方向
状态量,描述物体运动快慢和方向
过程量,描述物体速度的变化
状态量,描述速度变化快慢和方向
与位移x 同向,
即物体运动的方向
由v-v0或a 的方向决定
与Δv方向一致,由F 的方向决定,与v0、v 方向无关
m/s
m/s
m/s2
由v0、a、t 决定
Δv 由a与t决定
由 F/m 决定
[典例1](1)子弹击中靶子时,在0.1 s内速度从200 m/s降到零;
解析 (2)由加速度的定义式可得
a== =-2×103 m/s2
加速度大小为2×103 m/s2。
(2)火车出站时,可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min。
解析 (3)v2=1 200 m/min=20 m/s
由加速度的定义式可得
a== =0.5 m/s2
加速度大小为0.5 m/s2。
典例分析
[典例2] (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的( )
A.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同
B.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反
C.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同
D.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
典例分析
[典例3] 足球以1.0 m/s的速度水平飞向墙壁,碰到墙壁经0.1 s后以0.8 m/s 的速度沿同一直线反弹回来,足球在与墙壁碰撞的过程中的平均加速度为( )
A.2 m/s2,方向垂直墙壁向里
B.2 m/s2,方向垂直墙壁向外
C.18 m/s2,方向垂直墙壁向里
D.18 m/s2,方向垂直墙壁向外
典例分析
知识点二 从v-t图像看加速度
1.v-t图像的斜率:表示物体运动的 加速度 ,即a= 。(如图所示)
2.a的定性判断:在同一v-t图像中,图线的 斜率 越大,其加速度越大。
3.a的定量计算:在图线上取两点,坐标分别为(t1,v1),(t2,v2),则a=。
加速度
斜率
①表示匀速直线运动.
②表示速度越来越小的直线运动.
③斜率表示A点的瞬时速度.
①表示加速度越来越小的加速直线运动.
②斜率表示B点的加速度.
谈论
[典例4]如图所示为某物体做直线运动的v-t图象.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向.
典例分析
[典例5] 如图所示是曲线形状相同的v-t图象甲和x-t图象乙.试分析两图各自表示的运动情况.
解析
甲图:0~2 s内,物体做加速运动,加速度为1.5 m/s2;
2~4 s内,物体做匀速直线运动,速度为3 m/s;
4~5 s内,物体做减速运动,加速度的大小为3 m/s2.
乙图:0~2 s内,物体做匀速直线运动,速度为1.5 m/s;
2~4 s内,物体静止;
4~5 s内,物体做反向的匀速直线运动,速度的大小为3 m/s.
典例分析
1.一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,在a值不断减小直至为零的过程中,质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移不断增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大值,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
解析:C 由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,位移不断增大,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量变小,即逐渐增加得慢了,当a=0时,速度达到最大值,C正确。
课后巩固
2.在某次世界乒乓球锦标赛男子单打决赛中,乒乓球以v1=15 m/s的速度飞向球拍,在Δt=0.001 s时间内被球拍以v2=25 m/s的速度原路打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A.1.0×104 m/s2 B.1.5×104 m/s2
C.2.5×104 m/s2 D.4.0×104 m/s2
解析:D 设乒乓球反弹回来的方向为正方向,则在该段时间内的平均加速度为a===4.0×104 m/s2,所以乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为4.0×104 m/s2。故D正确。
3.一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过
2 s,物体仍向上滑行,速度大小为1 m/s;若增大木板倾角,仍使物体以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过2 s,物体向下滑行,其速度大小变为1 m/s。以沿木板向上为正方向,用a1、a2分别表示物体在前后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( )
A.a1=-2.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2 B.a1=-3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
C.a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2 D.a1=2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
4.(多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的( )
A.加速度可能为6 m/s2,方向与初速度的方向相同
B.加速度可能为6 m/s2,方向与初速度的方向相反
C.加速度可能为14 m/s2,方向与初速度的方向相同
D.加速度可能为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
答案 AD
5.小李在网络上观看“神州十一号”飞船发射视频,分别截取火箭发射后第6 s末和第8 s末的图片,如图5所示,他又上网查到运载“神州十一号”的长征二号FY11运载火箭全长58 m,则火箭发射后第6 s末至第8 s末的平均速度最接近( )
A.20 m/s B.14 m/s C.10 m/s D.5.8 m/s
答案 A
6.(多选)某物体运动的v-t图像是一条直线,如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体在第1 s末运动方向发生变化
B.物体在第2 s内和第3 s内的加速度大小相等,方向相反
C.物体在第2 s末运动方向发生变化
D.物体在前4 s内的加速度不变
解析:CD 第1 s末的前后速度都是负值,即朝着负方向运动,运动方向没有发生变化,图像的斜率表示加速度,物体在整个过程中加速度恒定,A、B错误,D正确;前2 s物体速度为负,2 s后物体速度为正,所以物体在第2 s末运动方向发生变化,C正确。
7.如图所示,图线a、b分别表示甲、乙两个物体做直线运动的v-t图像,求:
(1)甲、乙两物体的初速度大小;
(2)甲、乙两物体的加速度大小,反映两物体的运动性质有何不同;
(3)经过多长时间它们的速度相同。
(1)甲的初速度大小为v甲=0,乙的初速度大小为v乙=8 m/s。
(2)甲的加速度为a甲==3 m/s2 , 乙的加速度为a乙==-1 m/s2,即乙的加速度大小为1 m/s2
显然,甲做加速度不变的加速直线运动,乙做加速度不变的减速直线运动。
(3)由题图可以看出,t=2 s时甲、乙两物体速度相同。
课堂总结
作业布置:
解析 选初速度方向为正方向,若初、末速度方向相同,a=eq \f(v-v0,t)=eq \f(10-4,1) m/s2=6 m/s2,方向与初速度的方向相同,选项A正确,B错误;若初、末速度方向相反,a=eq \f(v-v0,t)=eq \f(-10-4,1) m/s2=-14 m/s2,方向与初速度的方向相反,选项C错误,D正确。答案 AD
解析 取v1的方向为正向方,则加速度a=eq \f(v2-v1,t)=eq \f(-0.8-1.0,0.1) m/s2=-18 m/s2,方向垂直墙壁向外,故选项D正确。
答案 D
$